4月25日，江漢油田復(fù)興區(qū)塊興頁L11HF井的鉆井液現(xiàn)場化驗(yàn)室內(nèi)，中原石油工程公司鉆井工程技術(shù)研究院（以下簡稱“研究院”）技術(shù)服務(wù)中心的工程師許何強(qiáng)和崔叢志正專注地調(diào)試新配制的生物質(zhì)合成基鉆井液。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，一臺(tái)旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)發(fā)出低沉的“嘶嘶”聲，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子攪動(dòng)著350毫升按優(yōu)化后的配方配制的鉆井液樣品。經(jīng)過20分鐘的充分?jǐn)嚢?，黏度?jì)指針穩(wěn)穩(wěn)停在65的刻度——這一理想數(shù)值讓兩人相視一笑。許何強(qiáng)迅速記錄下數(shù)據(jù)，繼續(xù)投入下一項(xiàng)測試。
自2024年以來，這款環(huán)保型生物質(zhì)合成基鉆井液已在復(fù)興區(qū)塊成功應(yīng)用于5口井，其出色的性能及現(xiàn)場適應(yīng)性贏得了業(yè)主和鉆井方的一致認(rèn)可。每一次成功的現(xiàn)場應(yīng)用，都讓研發(fā)團(tuán)隊(duì)對這項(xiàng)技術(shù)的推廣前景充滿信心。
“傳統(tǒng)的礦物油基鉆井液猶如一把雙刃劍。它雖然在潤滑度、井壁穩(wěn)定性等方面存在較大優(yōu)勢，但后期處理成本也高得讓人望而卻步。”研究院油田化學(xué)研究所所長單海霞介紹道。
為了從源頭實(shí)現(xiàn)高效環(huán)保鉆井，該院油田化學(xué)研究所成立專項(xiàng)科研團(tuán)隊(duì)，希望找到一種既能滿足工程需求又能進(jìn)行生物降解的替代基液。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，科研團(tuán)隊(duì)最終將目光投向地溝油等廢棄油脂。這類來源廣泛、價(jià)格低廉的廢棄油脂，若能實(shí)現(xiàn)無害化改性，將成為理想的環(huán)保鉆井液原料。
然而，讓地溝油“逆天改命”絕非易事，其難點(diǎn)在于地溝油含有大量的脂肪酸類化合物及各類雜質(zhì)，性能極不穩(wěn)定，活性較差，高溫下容易分解。因此，找到合適的生物酶催化劑成為破題的關(guān)鍵。
“科研初期，我們嘗試過國內(nèi)外的上百種生物酶催化劑，不是成本太高就是性能不達(dá)標(biāo)。”研究院鉆井液工藝專家位華說?，F(xiàn)成的產(chǎn)品靠不住，科研團(tuán)隊(duì)就從零開始研究新產(chǎn)品，并歷經(jīng)近10年的攻關(guān)，培養(yǎng)出一種耐高溫、高活性的特殊生物酶。
這種生物酶如同“分子剪刀”，可精準(zhǔn)切斷地溝油中的不穩(wěn)定化學(xué)鍵，再通過化學(xué)改性重構(gòu)分子鏈。經(jīng)過多次配方優(yōu)化，生物質(zhì)合成基鉆井液終于成型。該鉆井液在160攝氏度高溫下仍能保持穩(wěn)定，性能與礦物油基鉆井液相當(dāng)，且環(huán)保指標(biāo)更優(yōu)。
生物質(zhì)合成基鉆井液研制出來了，但投入應(yīng)用仍需通過鉆井現(xiàn)場的重重考驗(yàn)。
濮7601H井是中原油田在東濮老區(qū)部署的首口頁巖油水平井。東濮老區(qū)地質(zhì)構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜，頁巖層與砂巖、鹽巖、斷層犬牙交錯(cuò)。該區(qū)應(yīng)用常規(guī)水基鉆井液極易引發(fā)井壁垮塌，而礦物油基鉆井液使用成本較高，被地質(zhì)研究人員稱為最難攻克的頁巖油“硬骨頭”。中原油田經(jīng)過充分調(diào)研論證后，決定采用生物質(zhì)合成基鉆井液“放手一搏”。
“我們根據(jù)地層特性，在基液中復(fù)配了不同功能的處理劑，形成相應(yīng)的生物質(zhì)合成基鉆井液。應(yīng)用于濮7601H井后，有效增強(qiáng)了井壁穩(wěn)定性。”現(xiàn)場技術(shù)人員介紹。最終該井目的層鉆遇率100%，創(chuàng)濮東老區(qū)完鉆井深最深、垂深最深、水平段最長等多項(xiàng)施工紀(jì)錄。在東濮頁巖油的成功應(yīng)用，使新型生物質(zhì)合成基鉆井液嶄露頭角。
位于長江流域的西南油氣分公司中江氣田重點(diǎn)施工井——江沙321-11HF井，則見證了該鉆井液的環(huán)保實(shí)力。項(xiàng)目甲方秉持“零污染”的施工要求，通過對施工效率、安全環(huán)保等指標(biāo)的反復(fù)對比和充分論證，最終選定不含硫、氮、芳烴的該生物質(zhì)合成基鉆井液。應(yīng)用后，該井成功鉆至完鉆井深4588米，獲甲方“潤滑性好、抑制能力強(qiáng)、環(huán)保性能突出”的高度評價(jià)。
構(gòu)建服務(wù)體系延伸價(jià)值鏈
4月10日，該院油田化學(xué)研究所技術(shù)人員針對江漢油田復(fù)興區(qū)塊興頁L11HF井的地層情況調(diào)配生物質(zhì)合成基鉆井液。“研發(fā)只是第一步。從定制研發(fā)、批量生產(chǎn)到現(xiàn)場應(yīng)用，我們已經(jīng)構(gòu)建起完整的服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)了價(jià)值鏈的延伸。”位華介紹道。
今年初，該院接到兩筆來自江漢油田復(fù)興工區(qū)的“定制訂單”。復(fù)興區(qū)塊目的層涼高山組頁巖黏土含量高，隔夾層多，水平段施工摩擦阻力大，嚴(yán)重制約鉆井工作提質(zhì)增效。
接到任務(wù)后，科研團(tuán)隊(duì)深入施工現(xiàn)場剖析井況，有針對性地調(diào)制出可增強(qiáng)井壁穩(wěn)定性、減少施工摩擦阻力的專項(xiàng)鉆井液技術(shù)方案。
現(xiàn)場應(yīng)用鉆井液后，技術(shù)團(tuán)隊(duì)持續(xù)跟進(jìn)，不斷優(yōu)化調(diào)整鉆井液配方，確保施工順暢、鉆井作業(yè)安全高效推進(jìn)。
“接下來，我們將不斷優(yōu)化生物質(zhì)合成基鉆井液的配方與性能，使其能夠適應(yīng)更多、更復(fù)雜的鉆井應(yīng)用場景，為復(fù)雜油氣田高質(zhì)量開發(fā)提供綠色動(dòng)能。”單海霞說。
油氣
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